مكونات المحرك الكهربائي

المحرّك الكهربائي

يعرّف المحرّك الكهربائي بأّنه جهاز يستخدم لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية، إذ أنّه يعمل عكس مبدأ عمل المولّد الكهربائي^[١]، وللمحرّكات الكهربائية استخدامات واسعة جداً في شتّى الأجهزة الكهربائية كالمكانس الكهربائية، وغسالات الصحون، والسيارات، ومضخّات المياه، ومن الجدير بالذكر أن أوّل محرّك كهربائي قد اخترع في عام 1821م من قِبَل العالم الفيزيائيّ فاراداي. ^[٢]

يعتمد مبدأ عمل المحرّك الكهربائي على التأثير المتبادل بين المجال المغناطيسي والمجال الكهربائي وذلك بناء على قانونين رئيسيين هما قانونيّ أمبير وقانون فاراداي، حيث ينصّ قانون أمبير على أنّه إذا تمّ وضع موصل كهربائيّ داخل مجال مغناطيسيّ وتمّ تمرير تيّار كهربائيّ في ذلك الموصل فإنّه سيتحوّل إلى مغناطيس كهربائي، ثم يتأثر بالمجال المغناطيسي المحيط به بقوّتي التجاذب والتنافر بين الأقطاب مما يؤدّي لدورانه، أمّا قانون فارادي فينصّ على أنّ تحريك موصل بشكل عامودي في مجال مغناطيسي يؤديّ لتولّد فرق جهد كهربائيّ بين أطرافه، ويمكن تصنيف المحرّكات الكهربائية لنوعين رئيسيين بناء على التيّار المستخدم في تشغيلها، وهما محرّكات التيار المستمر ومحرّكات التيار المتردد.^[٢][٣]

أنواع المحرّكات الكهربائية

محرّك التيّار المستمر

مبدأ عمل محرّك التيّار المستمر

يعتمد المحرّك الكهربائيّ ذو التيّار المستمر على ملفّ من الأسلاك التي تدور داخل مجال مغناطيسي، ويتمّ وصل هذه الأسلاك بمصدر للتيّار الكهربائيّ المستمر كالبطارية ليتدفّق التيَار خلاله وينتج مجالاً مغناطيسياً مؤقتاً حوله ويسمّى بالمغناطيس الكهربائي^[٤]، فيتأثر المغناطيس الكهربائي بالمجال المغناطيسي الثابت المحيط به بقوى تجاذب وتنافر حيث تتنافر الأقطاب المتشابهة وتتجاذب الأقطاب المختلفة، مما يجعله ينقلب ويدور نصف دورة داخل المجال المغناطيسي الدائم، وعند كلّ نصف دورة يتمّ عكس أقطاب المغناطيس الكهربائي بوساطة مبادل كهربائي ليستمر في الدوران داخل المجال المغناطيسي الدائم وفي نفس الاتجاه طالما أنّ التيّار مستمر في التدّفق.^[٥]

أجزاء محرّك التيّار المستمر

يتكوّن المحرك التيّار المستمر من عدّة اجزاء رئيسية وهي كالآتي:^[٦]

• الجزء الثابت (بالإنجليزية: The Stator): وهي مصدر المجال المغناطيسي الدائم في المحرّك الكهربائي.
• الجزء الدوّار(بالإنجليزية: The Rotor): وهو الملفّ الموصل، الذي يمثّل المغناطيس الكهربائي ووظيفته الدوران بسرعات عالية، لتوليد طاقة ميكانيكية دورانية للمحرّك.
• المبادل الكهربائي (بالإنجليزية: Commutator): وهو أهم جزء في محرّك التيار المستمر، حيث يحافظ على دورانّ الملف باستمرار، ويعمل على عكسّ التيّار الكهربائيّ بعد كلّ نصف دورة فتنعكس أقطاب المغناطيس الكهربائي، فيتسمر بالدوران بسبب قوى التجاذب والتنافر.
• مصدر الطاقة (بالإنجليزية: Power source): أي مصدر التيّار الكهربائيّ المستمر الذي يتدفّق في جسم الملفّ الموصل، كالبطاريات.
• الفرش (بالإنجليزية: Brushes): أو ما يسّمى بالفحمات، وتكون متصلة بأقطاب مصدر الطاقة.

محرّك التيّار المتردد

مبدأ عمل محرّك التيّار المتردد

تعمل معظم المنازل والمباني بنظام التيّار المتردد وهذا يعني أنّ المحرّكات المستخدمة لهذه الأغراض غالباً ما تكون تعمل على التيّار المتردد الذي يعكس اتجاهه 50 مرة في الثانية الواحدة، يعمل محرك التيّار المتردد وفقاً لقانوني فاراداي ولينز للحث الكهرومغناطيسي، حيث يتمّ توصيل التيّار المتردد في الجزء الثابت من المحرّك، ويمرّ فيه تيّاراً كهربائيّاً مما يكوّن مجالاً مغناطيساً محيطاً به، بحيث يؤديّ لتوليد تيّار متردد مستحثّ، وعند مرور التيّار الكهربائيّ المستحثّ في جسم الموصل يخلق مجالاً مغناطيسياً آخر خاصاً به يعمل على دوران الموصل باستمرار ليكون الجزء الدوّار في المحرّك، وبهذا فإنّ أهم اختلاف مباشر بين محرّكات التيّار المتردد والتيّار المتسمر، أنّ مصدر التيّار في محرّكات التيّار المستمر يكون متّصلاً مع الجزء الداخلي من المحرّك أي الجزء الدوّار، أمّا في محركات التيّار المتردد فإنّ مصدر التيّار يكون متّصلاً مع الجزء الخارجيّ الموصل أي الجزء الثابت من المحرّك.^[٧][٥]

أجزاء محرّك التيّار المتردد

يتكوّن محرّك التيّار المتردد من جزئين رئيسيين، وهما كالآتي:^[٥]

• الجزء الثابت: وهو ملّف خارجيّ ينتج المجال المغناطيسي عند وصله بمصدر التيّار المتردد.
• الجزء الدوّار: وهو محور معدنيّ وموصل، يتكوّن من لفائف من أسلاك معدنية، يتولّد فيها التيّار المستحثّ.

المراجع

1. ↑ "Electric motor", energyeducation.ca, Retrieved 21-7-2020. Edited.
2. ^ ^{أ ب} "Electric Motor", www.encyclopedia.com, Retrieved 21-7-2020. Edited.
3. ↑ "Electric Motor", circuitglobe.com. Edited.
4. ↑ MARSHALL BRAIN, "How Electric Motors Work"، electronics.howstuffworks.com, Retrieved 21-7-2020. Edited.
5. ^ ^{أ ب ت} Chris Woodford, "Induction motors"، www.explainthatstuff.com, Retrieved 21-7-2020. Edited.
6. ↑ "Electric motor", energyeducation.ca, Retrieved 21-7-2020. Edited.
7. ↑ "AC Motor Theory", sciencing.com, Retrieved 21-7-2020. Edited.